专利名称：自动清灰和自消应力高温换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石灰窑废气余热回收的换热装置，尤其是一种适合含尘多、温度高、温差大烟气的自消应力高温换热器。
在使用过程中发现，每根管端的波纹式补偿器在400℃高温下由于应力较大，很容易产生疲劳破坏，造成整个换热器未达到使用年限就必须进行大修。长期在高温状态下使用的波纹式补偿器和管材，重新焊接十分困难，大修时往往只能将损坏的管子堵塞，结果影响整个换热器的热交换性能。
与此同时，换热器的灰堵也严重影响石灰窑的正常工作。如
图1所示，积灰14位于上管板附近和换热管内。由于烟气在上管板附近的流向和温度发生突然改变，灰尘中的碱性物质容易在上管板附近和换热管内沉积。这种碱性物质与灰尘混合，由熔融态变成固态，十分坚硬。造成烟气流动不畅，甚至堵塞。结果，不少企业不得不经常停窑，打开换热器的封头，利用人工来进行清灰。这样不仅造成大量废品，减少石灰产量，而且对石灰窑其它重要部件也会造成很大损害。在从国外引进我国的套筒窑上，积灰造成的危害特别突出，已引起了业内人士的广泛关注。
本实用新型进一步的目的是提出一种具有可以自动清灰和自消应力高温换热器。
为了达到以上目的，本实用新型自动清灰和自消应力高温换热器的上封头(9)通过管程(8)与下封头(6)连通，带有上、下接管(7、3)的壳身(10)与上、下封头(9、6)分别通过管板(1)和波纹补偿器(4)固定连接，所述管程(8)中的外管(12)与换热管(13)之间的环形空间内压入石墨环(16)，外管(12)与管板(1)焊接，所述石墨环(16)的下端由压环(17)和销钉(18)定位，所述销钉(18)与外管(12)固定连接。
这种以石墨环取代波纹式补偿器的板管、外管与换热管连接结构，不仅密封良好、伸缩自如，可以有效消除热应力，而且结构简单，使用寿命长。
为了达到以上进一步目的，本实用新型自动清灰和自消应力高温换热器的上封头(9)上装有主要由控制单元(24)、空气分布器(21)、压力罐(22)、导流管(25)组成的自动清灰装置，控制单元(24)的控制信号输出端接压力罐(22)的气阀受控端，压力罐(22)的出气口接空气分布器(21)，空气分布器(21)通过导流管(25)接上封头(9)。
控制单元定时输出控制信号，自动打开压力罐的气阀，使其中的压缩空气释放到空气分布器中，高速膨胀的空气通过导流管直接吹向管口附近，完成自动清灰吹扫。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为现有技术的换热器结构图。
图2为
图1中I处连接结构局部放大示意图。
图3为本实用新型实施例一的管程与管板的连接结构示意图。
图4为图3实施例中自动清灰装置的结构示意图。
本实施例的换热器上封头(9)上装有由控制单元(24)、空气分布器(21)、压力罐(22)、导流管(25)以及阀门(20)压缩空气管(23)组成的自动清灰装置。其中控制单元(24)的控制信号输出端接压力罐(22)的气阀受控端，压力罐(22)的出气口接空气分布器(21)，空气分布器(21)通过导流管(25)接上封头(9)，压缩空气管(23)通过阀门(20)接空气分布器(21)的进气端。
石灰石在煅烧过程中，产生大量含尘高温烟气。这些烟气首先进入换热器上封头(9)内，再进入管程(8)，经换热管(13)降温，流向下封头(6)。空气在壳程(10)内流动，吸收烟气热量，然后进入窑内与石灰石一起进行煅烧。由于换热管管端不再使用波纹式补偿器，而是改用填料式密封结构，作为填充材料的柔性石墨环能耐600℃以上高温度，具有理想的消除应力作用。位于换热器上封头的清灰装置压力罐(22)内的工作压力为0.6Mpa，安装在换热器外部。空气分布器(21)及导流装置(25)能承受1000℃高温。这部分是内外连接的纽带。控制单元(24)定时将压力罐(22)的控制阀打开，这个时间可根据积灰的情况来进行设定。在该阀开起的一瞬间(约0.01秒钟之内)，压力罐(22)中0.6Mpa的压缩空气通过空气分布器(21)释放，沿上封头(9)内的导流管(25)直接喷向换热器的上管板，在还没形成板结前，使附着于管板及换热管内壁的灰尘，在压缩空气的扰动下而剥落，然后被烟气带走，实现自动清灰。
实验证明，本实施例的换热器密封效果良好，可以无疲劳消除应力，并具有理想的自动清灰功能，维修方便，比现有同类产品具有更强的市场竞争力。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
权利要求1.一种自动清灰和自消应力高温换热器，上封头(9)通过管程(8)与下封头(6)连通，制有上、下接管(7、3)的壳身(10)与上、下封头(9、6)分别通过管板(1)和波纹补偿器(4)固定连接，其特征在于所述管程(8)中的外管(12)与换热管(13)之间的环形空间内压入石墨环(16)，外管(12)与管板(1)焊接，所述石墨环(16)的下端由压环(17)和销钉(18)定位，所述销钉(18)与外管(12)固定连接。
2.根据权利要求1所述自动清灰和自消应力高温换热器，其特征在于所述上封头(9)上装有主要由控制单元(24)、空气分布器(21)、压力罐(22)、导流管(25)组成的自动清灰装置，所述控制单元(24)的控制信号输出端接压力罐(22)的气阀受控端，压力罐(22)的出气口接空气分布器(21)，空气分布器(21)通过导流管(25)接上封头(9)。
3.根据权利要求1或2所述自动清灰和自消应力高温换热器，其特征在于所述石墨环(16)的上端由端盖(15)固定。
4.根据权利要求1或2所述自动清灰和自消应力高温换热器，其特征在于所述销钉(18)与外管(12)采用过盈配合固定连接，装配好之后，再点焊加固，所述压环(17)下面制有拆装孔。
5.根据权利要求2所述自动清灰和自消应力高温换热器，其特征在于所述自动清灰装置含有压缩空气管(23)和阀门(20)，所述压缩空气管(23)通过阀门(20)接空气分布器(21)的进气端。
专利摘要本实用新型涉及一种石灰窑废气余热回收的换热装置，尤其是一种自动清灰和自消应力高温换热器。该换热器的上封头通过管程与下封头连通，带有上、下接管的壳身与上、下封头分别通过管板和波纹补偿器固定连接，所述管程中的外管与换热管之间的环形空间内压入石墨环，外管与管板焊接，所述石墨环的下端由压环和销钉定位，所述销钉与外管固定连接。并且上封头上装有主要由控制单元、空气分布器、压力罐、导流管组成的自动吹灰装置，控制单元的控制信号输出端接压力罐的气阀受控端，压力罐的出气口接空气分布器，空气分布器通过导流管接上封头。本实用新型密封良好、伸缩自如，可以有效消除热应力，可以完成自动清灰吹扫，维修方便，使用寿命长。
文档编号F27D17/00GK2593145SQ03219108
公开日2003年12月17日 申请日期2003年1月2日 优先权日2003年1月2日
发明者沈浩, 郭宏新, 胡友林 申请人:南京中圣园机电设备有限公司